组织学与匹配多组学分析解析武冈铜鹅腿肌发育转变

《Poultry Science》：Histology and matched multi-omics profiling resolve developmental transitions in Wugang Copper Goose leg muscle

　　

武冈铜鹅是一种地方肉用品种，但孵化前后腿肌发育伴随的分子事件仍不清楚。研究人员在胚胎第15天（E₁₅）、第19天（E₁₉）、第23天（E₂₃）和第28天（E₂₈）及孵化后第1天（P₁）检查了胸肌和腿肌的组织学。对E₁₅、E₂₃和P₁的腿肌进行了转录组学（transcriptomics）、蛋白质组学（proteomics）和代谢组学（metabolomics）分析，每个阶段使用来自同一5只个体的匹配样本。腿肌纤维在孵化前逐渐变得有序，并在P₁显著增大；多组学分析区分出两个发育转变。从E₁₅到E₂₃，细胞骨架和钙信号程序增强，同时DNA复制和核苷酸相关信号降低，这与结构组装和复制相关活性下降一致。从E₂₃到P₁，纤维增大伴随氧化磷酸化、柠檬酸循环、过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR）信号及脂肪酸相关程序升高，而增殖程序降低。RNA和蛋白质变化倍数在两次转变中呈中度一致（Spearman ρ=0.55和0.58），而代谢物变化则大多具有层特异性。逆转录定量PCR（RT-qPCR）支持了8个代表性基因的方向性表达模式。总之，这些数据区分了从复制相关活性向结构组装的早期转变，以及以氧化和脂质相关成熟为主的孵化后转变。

骨骼肌是家禽主要的可食用组织，直接影响胴体产量和肉质相关性状。其发育基础主要在孵化前建立，此时肌纤维形成；孵化后生长主要依赖现有纤维的肥大和成熟。这一转变涉及从增殖和分化程序向肌节组装、线粒体功能和代谢支持的切换。鹅的肌肉发育具有特殊的时间背景，因为其孵化期比鸡和鸭更长，胸肌和腿肌发育不同步。已有研究确定了鹅肌肉发育的阶段依赖性和肌肉依赖性，但腿肌结构如何与从胚胎发育到孵化的分子重塑相关联仍不清楚。由于转录丰度不能直接映射到蛋白质丰度或生化状态，需要跨分子层的互补测量。现有研究多集中于单一肌肉、一两个分子层或孤立的发育比较，因此RNA、蛋白质和代谢物层之间哪些变化一致、哪些具有层特异性，以及这些模式如何对应肌肉结构，仍未明确。武冈铜鹅是地方肉用品种，其孵化前后腿肌发育尚未在这些生物学层面被系统表征。为此，研究人员开展了这项研究。

研究人员在E₁₅、E₁₉、E₂₃、E₂₈和P₁采集胸肌和腿肌进行组织学分析；对E₁₅、E₂₃和P₁的腿肌使用每阶段同一5只个体的匹配样本进行转录组、蛋白质组和代谢组分析，并用RT-qPCR验证。结果发现，腿肌纤维在孵化前逐渐组织化，P₁显著增大；多组学分析区分出两个发育转变：E₁₅-E₂₃结构组装和复制活性下降，E₂₃-P₁氧化和脂质相关成熟。RNA和蛋白变化中度一致，代谢物变化主要为层特异性。这些结果提供了阶段分辨的鹅腿肌发育框架，E₂₃成为有生物学意义的转变点。

关键技术方法：样本来自湖南省武冈市商业种鹅场同一批次的200枚武冈铜鹅受精卵，种鹅为300–400日龄。组织学采用苏木精